【化学】化学化学反应的速率与限度的专项培优 易错 难题练习题(含答案)含
答案解析
一、化学反应的速率与限度练习题（含详细答案解析）
1．某实验小组为确定过氧化氢分解的最佳催化条件，用如图实验装置进行实验，反应物用量和反应停止的时间数据如下：
分析表中数据回答下列问题： MnO2 时间 H2O2 0.1g 0.3g 0.8g 10mL1.5% 10mL3.0% 10mL4.5% 223s 308s 395s 67s 109s 149s 56s 98s 116s （1）相同浓度的过氧化氢的分解速率随着二氧化锰用量的增加而________。
（2）从实验效果和“绿色化学”的角度考虑，双氧水的浓度相同时，加入________g的二氧化锰为较佳选择。
（3）该小组的某同学分析上述数据后认为：“当用相同质量的二氧化锰时，双氧水的浓度越小，所需要的时间就越少，亦即其反应速率越快”的结论，你认为是否正确________，理由是__________________________________。
（4）为加快过氧化氢的分解速率，除了使用MnO2作催化剂和改变过氧化氢的质量分数之外，还可以采取的加快反应速率的措施有_____。（回答任意两个合理的措施） 【答案】加快 0.3 不正确 H2O2的浓度扩大二倍(从1.5%→3.0%)，但反应所需时间比其二倍小的多 升高温度；粉碎二氧化锰，增大其表面积。 【解析】 【分析】
由题可知，该实验研究浓度和催化剂对反应速率的影响，通过表中数据可分析得出浓度和催化剂对反应速率的影响规律，因为该实验不是直接测出反应速率，而是测出反应停止的时间，要考虑反应物增多对反应时间的影响。 【详解】
(1)由表格中的数据可知：相同浓度的H2O2，加入的MnO2越多，反应所用的时间越短，即分解速率越快。
(2)用0.1 g催化剂的反应速率明显小于用0.3 g和0.8 g催化剂的反应速率；用0.8 g催化剂和用0.3 g催化剂的反应速率及反应时间相差不多，但用0.3 g催化剂节约药品。 (3)从表中数据可知，相同体积3.0%的双氧水中的溶质含量是1.5%的双氧水中溶质含量的二倍，但反应的时间却比其反应时间的二倍小得多，由反应速率计算公式可得出，此实验条件下双氧水的浓度越大分解速率越快，由此得出上述结论不正确；
(4)加快反应速率的措施常见的有：增加反应物浓度、适当升高温度、增加反应物表面积（接触面积）、使用催化剂等。
2．某温度下在2L密闭容器中，3种气态物质A、B、C的物质的量随时间变化曲线如图。
（1）该反应的化学方程式是________________________ （2）若A、B、C均为气体，10min后反应达到平衡， ①此时体系的压强是开始时的________倍。
②在该条件达到平衡时反应物的转化率为________%（计算结果保留1位小数） （3）关于该反应的说法正确的是_________。 a.到达10min时停止反应
b.在到达10min之前C气体的消耗速率大于它的生成速率 c.在10min时B气体的正反应速率等于逆反应速率 【答案】2C【解析】 【分析】
（1）由图可知，C是反应物，物质的量分别减少2mol，A、B生成物，物质的量增加1mol、3mol，物质的量变化比等于系数比； （2）①体系的压强比等于物质的量比； ②转化率=变化量÷初始量×100%； （3）根据化学平衡的定义判断； 【详解】
（1）由图可知，C是反应物，物质的量减少2mol，A、B生成物，物质的量分别增加1mol、3mol，物质的量变化比等于系数比，所以该反应的化学方程式为：2C
A+3B；
（2）①体系的压强比等于物质的量比，反应前气体总物质的量是7mol、反应后气体总物
A+3B
9或1.29或1.3 66.7% b、c 79倍； 7②转化率=变化量÷初始量×100%=2÷3×100%=66.7%；
质的量是9mol，所以此时体系的压强是开始时的
（3）a.根据图象，到达10min时反应达到平衡状态，正逆反应速率相等但不为0，反应没有停止，故a错误；
b.在到达10min之前，C的物质的量减少，所以 C气体的消耗速率大于它的生成速率，故b正确；
c.在10min时反应达到平衡状态，所以B气体的正反应速率等于逆反应速率，故c正确； 选bc。 【点睛】
本题考查化学反应中物质的量随时间的变化曲线、以及平衡状态的判断，注意根据化学平衡的定义判断平衡状态，明确化学反应的物质的量变化比等于化学方程式的系数比。
3．某温度时，在2L的密闭容器中，X、Y、Z(均为气体)三种物质的量随时间的变化曲线如图所示：
(1)由图中所给数据进行分析，该反应的化学方程式为__________。
(2)若上述反应中X、Y、Z分别为H2、N2、NH3，某温度下，在容积恒定为2.0L的密闭容器中充入2.0mol N2和2.0mol H2，一段时间后反应达平衡状态，实验数据如表所示： t/s n(NH3) 0 0 50 0.24 150 0.36 250 0.40 350 0.40 0~50s内的平均反应速率v(N2)=_________。
(3)已知：键能指在标准状况下，将1mol气态分子AB(g)解离为气态原子A(g)，B(g)所需的能量，用符号E表示，单位为kJ/mol。N?N的键能为946kJ/mol，H-H的键能为436kJ/mol，N-H的键能为391kJ/mol，则生成1mol NH3过程中___(填“吸收”或“放出”)的能量为____，反应达到(2)中的平衡状态时，对应的能量变化的数值为____kJ。 (4)为加快反应速率，可以采取的措施是_______ a.降低温度 b.增大压强 c.恒容时充入He气 d.恒压时充入He气 e.及时分离NH3
s) 放出 46kJ 18.4 b 【答案】3X+Y?2Z 1.2×10?3mol/(L·【解析】 【分析】
（1）根据曲线的变化趋势判断反应物和生成物，根据物质的量变化之比等于化学计量数之比书写方程式； （2）根据=
?c计算； ?t（3）形成化学键放出能量，断裂化合价吸收能量； (4)根据影响反应速率的因素分析； 【详解】
（1）由图象可以看出，反应中X、Y的物质的量减小，Z的物质的量增多，则X、Y为反应物，Z为生成物，且△n(X)：△n(Y)：△n(Z)=0.1mol：0.3mol：0.2mol=1：3：2，则反应的化学方程式为3X+Y?2Z；
（2）0～50s内，NH3物质的量变化为0.24mol，根据方程式可知，N2物质的量变化为0.12mol，(Z)=
?c0.12mol=1.2×10?3mol/(L·s)； =
?t2L?50s（3）断裂1molN?N吸收946kJ的能量，断裂1mol H-H键吸能量436kJ，形成1mo N-H键放出能量391kJ，根据方程式3H2+N2?2NH3，生成2mol氨气，断键吸收的能量是946kJ+ 436kJ×3=2254 kJ，成键放出的能量是391kJ×6=2346 kJ，则生成1mol NH3过程中放出的
2346 kJ-2254 kJ=46kJ；反应达到(2)中的平衡状态时生成0.4mol氨气，所以放
2出的能量是46kJ×0.4=18.4kJ；
(4) a.降低温度，反应速率减慢，故不选a；
b.增大压强，体积减小浓度增大，反应速率加快，故选b； c.恒容时充入He气，反应物浓度不变，反应速率不变，故不选c；
d.恒压时充入He气，容器体积增大，反应物浓度减小，反应速率减慢，故不选d； e.及时分离NH3，浓度减小，反应速率减慢，故不选e。 【点睛】
能量为
本题考查化学平衡图象分析，根据键能计算反应热，影响化学反应速率的因素，注意压强对反应速率的影响是通过改变浓度实现的，若改变了压强而浓度不变，则反应速率不变。
4．（1）已知3H2(g)+N2(g)
2NH3(g)，某温度下，在容积恒定为2.0L的密闭容器中充入
2.0molN2和2.0molH2，一段时间后反应达平衡状态，实验数据如下表所示： t/s 0 50 0.24 150 0.36 250 0.40 350 0.40 n(NH3)/mol 0
0~50s内的平均反应速率v(N2)=__。
（2）已知：键能指在标准状况下，将1mol气态分子AB(g)解离为气态原子A(g)，B(g)所需的能量，用符号E表示，单位为kJ/mol。N?N的键能为946kJ/mol，H-H的键能为436kJ/mol，N-H的键能为391kJ/mol，则生成1molNH3过程中__（填“吸收”或“放出”）的能
量为__。
（3）为加快反应速率，可以采取的措施是__。
a.降低温度 b.增大压强 c.恒容时充入He气 d.恒压时充入He气 e.及时分离NH3 （4）CO2的回收与利用是科学家研究的热点课题，可利用CH4与CO2制备“合成气”（CO、H2）。科学家提出制备“合成气”反应历程分两步： 反应①：CH4(g)
C(ads)+2H2(g)(慢反应)
2CO(g)(快反应)
反应②：C(ads)+CO2(g)
上述反应中C(ads)为吸附性活性炭，反应历程的能量变化如图：
CH4与CO2制备“合成气”的热化学方程式为___。能量变化图中：E5+E1___E4+E2（填“＞”、“＜”或“=”）。
【答案】1.2?10?3mol?L?1?s?1 放出 46kJ b
CH4?g?+CO2?g?【解析】 【分析】 【详解】
2CO?g?+2H2?g?ΔH=+?E3-E1?kJ/mol <
（1）根据化学反应速率之比等于物质对应计量数之比可知，0~50s内的平均反应速率
0.24mol11；
v?N2??v?NH3???2L?1.2?10?3mol?L?1?s?12250s（2）该反应中反应物总键能为(3×436+946)kJ/mol=2254 kJ/mol，生成物的总键能为6×391 kJ/mol=2346 kJ/mol，反应物总键能小于生成物总键能，由此可知，生成2molNH3时，放出(2346-2254) kJ=92 kJ能量，则生成1molNH3过程中放出能量为
92kJ=46kJ； 2（3）a．降低温度会使化学反应速率降低，故a不符合题意； b．增大压强能够增大化学反应速率，故b符合题意；
c．恒容时充入He气，各组分的浓度未发生改变，化学反应速率不变，故c不符合题意； d．恒压时充入He气，容器体积将增大，各组分浓度将减小，化学反应速率将减小，故d不符合题意；
e．及时分离NH3，将使体系内压强降低，化学反应速率将减小，故e不符合题意； 故答案为：b；
（4）由图可知，1molCH4(g)与1molCO2(g)的总能量为E1kJ，2molCO(g)与2molH2(g)的总能
【化学】化学化学反应的速率与限度的专项培优 易错 难题练习题(含答案)含答案解析
